לאחר הירי, נמלט הפלסטיני ואותר מאוחר יותר על ידי משטרת ש"י. הוא עוכב לחקירה יחד עם עוד שני פלסטינים שהסיעו אותו מהמקום לכיוון מחסום ג'בעה.
מספר שעות אחר כך נמסר מצה"ל כי הפלסטיני שנפצע סמוך לבת עין, נפגע מכדור שנפלט מנשקו של הרבש"ץ, במהלך עימות פיזי בין הפלסטינים לבין הרבש"ץ. "המשטרה חוקרת את הפלסטיני, זאת בחשד שניסה לחטוף את נשקו של הרבש"ץ", נמסר.
כוחות צה"ל בשיתוף שירות הביטחון הכללי ביצעו במהלך ליל שבת, פעילות ממוקדת במרחב העיר שכם לתפיסת המעורבי בפיגוע הירי הקטלני. במהלך המבצע נהרגו המחבלים ראאד סורכג'י ,עסאן אבו שרח וענאן צובוח אשר היו מעורבים בהוצאת הפיגוע לפועל. במהלך הפעילות בה נהרג ענאן צובוח, נחשף על גופו אקדח וכן נמצאו שני כלי נשק מסוג M-16 ואקדח נוסף בעל מחסניות תואמות במקום המסתור בו שהה. אחד מכלי הנשק שנתפסו בידי המחבלים שנהרגו בפעולת צה"ל בליל שבת היה כלי הנשק באמצעותו נרצח הרב מאיר חי.
לפני תשעה חודשים מחבל חמוש בגרזן רצח את שלמה נתיב בן ה-13 ופצע באורח בינוני את חברו יאיר גמליאל בן ה-7 בישוב בת עין. צוות מד"א נאבק על חייו של הנער, אך מאמצי ההחייאה כשלו והוא מת מפצעיו.